隨著以LED路燈為代表的大功率戶外LED應用范圍越來越廣泛,散熱問題也越來越突出。在某些領域甚至成為行業發展的障礙。能環保方面有著突出的優勢,特別是在路燈、庭院燈、高桿燈、景觀燈等多種以大功率LED為光源的照明燈具節電效果尤為明顯。隨著我國經濟快速增長,在能源日益緊張的情況下提高照明產品的能效十分有必要,其中LED路燈就是重要的節能應用。
在LED路燈快速替換傳統路燈的同時也暴露出了一些問題:由散熱不良引發的漏電等現象層出不窮。散熱能力直接影響LED的實際發光效率和壽命,所以優秀的散熱設計是必須考慮的重點。其實我覺得要解決戶外大功率LED照明燈具的散熱問題,首先要從散熱材料入手,選對材料才能更好發揮散熱器的功能。
戶外照明工作環境比較復雜,受溫度、紫外線、濕度、雨雪風霜、沙塵、化學氣體等自然條件的影響,因此散熱器的材料要具有一些特性:耐高低溫、耐老化、防水等。戶外大功率LED照明用散熱器主流還是使用銅或者鋁合金等金屬材料。自然界中金屬的導熱性是最好的,尤其是銅、鋁的綜合性價比最好。但是考慮到鋁的延展性和加工性能更好,我們的大功率散熱器都是采用鋁合金。
LED路燈等戶外大功率照明燈具的重量主要由散熱裝置的重量所決定。隨著功率的增大,散熱器尺寸和重量也都需要相應增加,就會對芯片和支架提出更高的要求。因此,重量的減輕就顯得尤為必要。除了塑料,使用陶瓷也可以減輕燈具的重量,但是陶瓷及塑包陶瓷等其他材料主要還是在室內照明上有用到。由于陶瓷本身比較脆,機械加工性能也不高,所以一般都是用在10W以下的LED上。像LED路燈、LED景觀燈等戶外大功率照明很少有用到,現有技術、工藝都還不支持大功率LED使用陶瓷件。對一個功能散熱制件來講,單講導熱率還不行。尤其是對散熱要求比較高的大功率LED的輻射及對流等散熱方式才是至關重要的。
散熱方式是關鍵,隨著LED科技的急速發展,市場上許多產品越來越趨向小型化,特別是大功率LED產品的小型化。以大功率LED路燈為例,單位面積上的使用功率越來越大,所產生的熱量亦隨之增大;為確保燈具能可靠地運行,必須將產品瞬間產生的熱量及時排走,防止因熱量累加(LED結溫一般為125℃)而影響產品的實際使用壽命。通過對各種散熱材料的性能對比及LED熱量分布的分析,可以看出解決LED解決 LED散熱問題的關鍵不是尋找高熱導率的材料,而是改變 LED 的散熱結構或者散熱方式。從熱力學的角度看,熱傳遞的方式分為輻射、對流、傳導,其中熱傳導最快。因此在設計大功率LED的散熱時一般都是參考普通IT散熱的鑲嵌熱管(熱柱)與外部散熱片相結合,在具體操作上各廠家又根據自身掌握的技術開發多種形式。而采用主動散熱的風扇由于條件限制,基本上被摒棄。
產品重要,整體服務水平更加重要。我們現在所生產出售的燈具已不單單只賣給客戶散熱器,還會配合客戶的需求,向其提供整體解決方案。只有整體的散熱解決方案才能幫助客戶節省大量的時間和成本。